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题型:简答题
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简答题

已知函数

(Ⅰ)求f(x)的单调区间;

(Ⅱ)是否存在实数k,使得函数f(x)的极大值等于3e-2?若存在,求出k的值;若不存在,请说明理由.

请考生在第(22)、(23)、(24)三题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题记分.作答时用2B铅笔在答题卡上把所选题目对应的题号涂黑.

正确答案

解:(Ⅰ)f(x)的定义域为R.

即 f‘(x)=-e-kx(kx-2)(x+1)(k<0).

令f'(x)=0,解得:x=-1或

当k=-2时,f'(x)=2e2x(x+1)2≥0,故f(x)的单调递增区间是(-∞,+∞).…(3分)

当-2<k<0时,f(x),f'(x)随x的变化情况如下:

所以,函数f(x)的单调递增区间是和(-1,+∞),单调递减区间是.…(5分)

当k<-2时,f(x),f'(x)随x的变化情况如下:

所以,函数f(x)的单调递增区间是(-∞,-1)和,单调递减区间是.…(7分)

(Ⅱ)当k=-1时,f(x)的极大值等于3e-2.理由如下:

当k=-2时,f(x)无极大值.

当-2<k<0时,f(x)的极大值为,…(8分)

,即,解得 k=-1或(舍).…(9分)

当k<-2时,f(x)的极大值为.…(10分)

因为 ek<e-2,所以 

因为 ,所以 f(x)的极大值不可能等于3e-2

综上所述,当k=-1时,f(x)的极大值等于3e-2.…(12分)

解析

解:(Ⅰ)f(x)的定义域为R.

即 f‘(x)=-e-kx(kx-2)(x+1)(k<0).

令f'(x)=0,解得:x=-1或

当k=-2时,f'(x)=2e2x(x+1)2≥0,故f(x)的单调递增区间是(-∞,+∞).…(3分)

当-2<k<0时,f(x),f'(x)随x的变化情况如下:

所以,函数f(x)的单调递增区间是和(-1,+∞),单调递减区间是.…(5分)

当k<-2时,f(x),f'(x)随x的变化情况如下:

所以,函数f(x)的单调递增区间是(-∞,-1)和,单调递减区间是.…(7分)

(Ⅱ)当k=-1时,f(x)的极大值等于3e-2.理由如下:

当k=-2时,f(x)无极大值.

当-2<k<0时,f(x)的极大值为,…(8分)

,即,解得 k=-1或(舍).…(9分)

当k<-2时,f(x)的极大值为.…(10分)

因为 ek<e-2,所以 

因为 ,所以 f(x)的极大值不可能等于3e-2

综上所述,当k=-1时,f(x)的极大值等于3e-2.…(12分)

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=

(Ⅰ)若函数f(x)在区间[t,+∞)(t∈N+)上存在极值,求t的最大值;

(Ⅱ)设an=f(n)(n∈N*);

(1)问数列{an}中是否存在as=at(s≠t)?若存在,求出所有相等的两项;若不存在,请说明理由.

(2)若bn=(n+1)an,求证:<bn

正确答案

解:(Ⅰ)f′(x)=

由于函数f(x)在区间[t,+∞)(t∈N+)上存在极值,

令g(x)=1+-lnx=0,则方程g(x)=0在[t,+∞)(t∈N+)上有解.

g′(x)=--<0,

∴g(x)在(0,+∞)上为减函数,

又g(3)=-ln3>0,g(4)=-ln4<0;

∴函数g(x)的零点x=x0∈(3,4).

∵方程g(x)=0在[t,+∞)(t∈N+)上有解,

∴t≤3,

∴t的最大值为3.

(Ⅱ)an=f(n)=

由(Ⅰ)可知,函数f(x)在(0,x0)单调递增,在(x0,+∞)单调递减.

又x0∈(3,4),

∴a1<a2<a3,a4>a5>a6>…;

∵a1=0,故没有项与之相等;

a2===a8

a3==a4

a3==a5

故数列{an}中存在唯一相等的两项,即a2=a8=

(2)证明:通过构造函数易证,

1-<lnx<x-1,(x>0);

1-<ln-1(x>0,y>0),

<ln2-ln1<,…<lnn-ln(n-1)<

再叠加得++…+<lnn<1++…+

<bn

解析

解:(Ⅰ)f′(x)=

由于函数f(x)在区间[t,+∞)(t∈N+)上存在极值,

令g(x)=1+-lnx=0,则方程g(x)=0在[t,+∞)(t∈N+)上有解.

g′(x)=--<0,

∴g(x)在(0,+∞)上为减函数,

又g(3)=-ln3>0,g(4)=-ln4<0;

∴函数g(x)的零点x=x0∈(3,4).

∵方程g(x)=0在[t,+∞)(t∈N+)上有解,

∴t≤3,

∴t的最大值为3.

(Ⅱ)an=f(n)=

由(Ⅰ)可知,函数f(x)在(0,x0)单调递增,在(x0,+∞)单调递减.

又x0∈(3,4),

∴a1<a2<a3,a4>a5>a6>…;

∵a1=0,故没有项与之相等;

a2===a8

a3==a4

a3==a5

故数列{an}中存在唯一相等的两项,即a2=a8=

(2)证明:通过构造函数易证,

1-<lnx<x-1,(x>0);

1-<ln-1(x>0,y>0),

<ln2-ln1<,…<lnn-ln(n-1)<

再叠加得++…+<lnn<1++…+

<bn

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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=x3+bx2-ax在x=1处有极小值-1.

(1)求a,b的值;

(2)求出函数f(x)的单调区间.

正确答案

解:(1)∵f′(x)=3x2+2bx-a,函数f(x)=x3+bx2-ax在x=1处有极小值-1,

∴f(1)=-1,f′(1)=0

∴1+b-a=-1,3+2b-a=0

解得a=1,b=-1

∴f(x)=x3-x2-x

(2)∵f′(x)=3x2-2x-1

∴由f′(x)=3x2-2x-1>0得x∈(-∞,-)∪(1,+∞)

由f′(x)=3x2-2x-1<0得x∈(-,1)

∴函数f(x)的单调增区间为:(-∞,-),(1,+∞),减区间为:(-,1).

解析

解:(1)∵f′(x)=3x2+2bx-a,函数f(x)=x3+bx2-ax在x=1处有极小值-1,

∴f(1)=-1,f′(1)=0

∴1+b-a=-1,3+2b-a=0

解得a=1,b=-1

∴f(x)=x3-x2-x

(2)∵f′(x)=3x2-2x-1

∴由f′(x)=3x2-2x-1>0得x∈(-∞,-)∪(1,+∞)

由f′(x)=3x2-2x-1<0得x∈(-,1)

∴函数f(x)的单调增区间为:(-∞,-),(1,+∞),减区间为:(-,1).

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题型: 单选题
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单选题

函数f(x)=(x∈R)(  )

A既有最大值2,又有最小值-2

B无最大值,但有最小值-2

C有最大值2,但无最小值

D既无最大值,又无最小值

正确答案

A

解析

解:

令f‘(x)=0,得x=±1.

x,f′(x),f(x)的变化如下表:

∴f(x)在(-∞,-1),(1,+∞)上递减,在(-1,1)上递增,

∴f(x)极小值=f(-1)=-2,f(x)极大值=f(1)=2,

又当x→∞时,f(x)→0,

故选A.

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题型: 单选题
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单选题

函数f(x)=x3+3x2+4x-a的极值点的个数是(  )

A2

B1

C0

D由a确定

正确答案

C

解析

解:∵f′(x)=3x2+6x+4=3(x+1)2+1>0,

则f(x)在R上是增函数,故不存在极值点.

故选C.

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